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良質な漢方薬を生産する原産地では、本物の薬用原料の重要性が古くから認識されてきた。8]。高品質は本物の薬用植物の必須属性であり、生育地はそのような植物の品質に影響を与える重要な要素です。銀柴胡が薬として使用され始めて以来、長い間野生の銀柴胡が主流でした。1980年代に寧夏で銀柴胡の導入と栽培化が成功した後、銀柴胡の薬用植物の供給源は徐々に野生から栽培の銀柴胡へと移行しました。銀柴胡の供給源に関する以前の調査によると[9] および我々の研究グループの現地調査によると、栽培された薬用植物と野生の薬用植物の分布域には大きな違いがある。野生の YCH は主に陝西省寧夏回族自治区に分布しており、内モンゴルと寧夏中央部の乾燥地帯に隣接している。特に、これらの地域の砂漠ステップは YCH の生育に最も適した生息地である。一方、栽培された YCH は主に野生分布域の南に分布しており、中国最大の栽培生産拠点となっている同新県 (栽培 I) とその周辺地域や、さらに南に位置し栽培 YCH のもう一つの生産地である彭陽県 (栽培 II) などがある。さらに、上記の 2 つの栽培地の生息地は砂漠ステップではない。したがって、生産方法に加えて、野生と栽培の YCH の生息地にも大きな違いがある。生息地は薬用植物の品質に影響を与える重要な要因である。異なる生息環境は植物における二次代謝産物の形成と蓄積に影響を与え、それによって医薬品の品質に影響を与える。10,11したがって、本研究で発見された総フラボノイドと総ステロールの含有量および53の代謝物の発現における有意な差は、圃場管理と生息環境の違いの結果である可能性がある。

環境が薬用原料の品質に影響を与える主な方法の1つは、原料植物にストレスを与えることである。適度な環境ストレスは、二次代謝産物の蓄積を刺激する傾向がある。12,13成長/分化バランス仮説は、栄養素が十分に供給されている場合、植物は主に成長し、栄養素が不足している場合は、植物は主に分化してより多くの二次代謝産物を生成すると述べています。14乾燥地帯の植物が直面する主な環境ストレスは、水不足による干ばつストレスです。本研究では、栽培されたYCHの水の状態はより豊富で、年間降水量は野生のYCHよりも有意に高くなっています（栽培Iの水供給量は野生の約2倍、栽培IIの水供給量は野生の約3.5倍）。さらに、野生環境の土壌は砂質土ですが、農地の土壌は粘土質土です。粘土質土と比較して、砂質土は保水能力が低く、干ばつストレスを悪化させる可能性が高くなります。同時に、栽培プロセスでは頻繁に灌水が行われていたため、干ばつストレスの程度は低くなっています。野生のYCHは厳しい自然の乾燥地帯で生育するため、より深刻な干ばつストレスを受ける可能性があります。

浸透圧調節は、植物が干ばつストレスに対処するための重要な生理学的メカニズムであり、アルカロイドは高等植物における重要な浸透圧調節物質である。15ベタインは水溶性アルカロイド第四級アンモニウム化合物であり、浸透圧保護剤として作用する。干ばつストレスは細胞の浸透圧ポテンシャルを低下させるが、浸透圧保護剤は生体高分子の構造と完全性を維持し、干ばつストレスによる植物への損傷を効果的に軽減する。16例えば、干ばつストレス下では、テンサイとクコのベタイン含有量が有意に増加した。17,18トリゴネリンは細胞成長の調節因子であり、干ばつストレス下では植物細胞周期の長さを延長し、細胞成長を阻害し、細胞容積の収縮を引き起こす。細胞内の溶質濃度の相対的な増加により、植物は浸透圧調節を達成し、干ばつストレスに対する抵抗力を高めることができる。19]。ジア X [20干ばつストレスが増加すると、オウギ（伝統的な中国医学の原料）は浸透圧ポテンシャルを調節し、干ばつストレスへの抵抗力を向上させるトリゴネリンをより多く生成することがわかった。フラボノイドも植物の干ばつストレスへの抵抗力において重要な役割を果たすことが示されている。21,22]。多くの研究で、中程度の干ばつストレスがフラボノイドの蓄積に有利であることが確認されている。Lang Duo-Yongら[23圃場の保水能力を制御することで、干ばつストレスがYCHに及ぼす影響を比較した。干ばつストレスは根の成長をある程度阻害したが、中程度および重度の干ばつストレス（圃場の保水能力の40%）では、YCH中の総フラボノイド含有量が増加した。一方、干ばつストレス下では、フィトステロールは細胞膜の流動性と透過性を調節し、水分損失を抑制し、ストレス耐性を向上させることができる。24,25したがって、野生のYCHにおける総フラボノイド、総ステロール、ベタイン、トリゴネリン、その他の二次代謝産物の蓄積増加は、高強度の干ばつストレスに関連している可能性がある。

本研究では、野生種と栽培種のYCH間で有意差が認められた代謝物についてKEGGパスウェイエンリッチメント解析を行った。エンリッチメントされた代謝物には、アスコルビン酸およびアルダル酸代謝、アミノアシルtRNA生合成、ヒスチジン代謝、β-アラニン代謝の経路に関与するものが含まれていた。これらの代謝経路は植物のストレス耐性機構と密接に関連している。中でも、アスコルビン酸代謝は植物の抗酸化物質生成、炭素および窒素代謝、ストレス耐性、その他の生理機能において重要な役割を果たしている。26];アミノアシルtRNA生合成はタンパク質形成の重要な経路である[27,28]は、ストレス耐性タンパク質の合成に関与している。ヒスチジン経路とβ-アラニン経路の両方が、植物の環境ストレス耐性を高めることができる。29,30これは、野生種と栽培種のYCHの代謝産物の違いが、ストレス耐性のプロセスと密接に関連していることをさらに示唆している。

土壌は薬用植物の生育と発達の物質的基盤である。土壌中の窒素（N）、リン（P）、カリウム（K）は、植物の生育と発達に重要な栄養素である。土壌有機物には、薬用植物に必要なN、P、K、Zn、Ca、Mgなどの主要元素および微量元素も含まれている。栄養素の過剰または不足、あるいは栄養素の不均衡は、生育と発達、そして薬用原料の品質に影響を与える。また、植物の種類によって必要な栄養素は異なる。31,32,33例えば、窒素不足はタイセイ（Isatis indigotica）のアルカロイド合成を促進し、テトラスティグマ・ヘムスレイアヌム（Tetrastigma hemsleyanum）、サンザシ（Crataegus pinnatifida Bunge）、ディコンドラ・レペンス（Dichondra repens Forst）などの植物のフラボノイド蓄積に有益であった。対照的に、窒素過剰はエリゲロン・ブレビスカプス（Erigeron breviscapus）、トウダイグサ（Abrus cantoniensis）、イチョウ（Ginkgo biloba）などの種のフラボノイド蓄積を阻害し、薬用原料の品質に影響を与えた。34]。リン肥料の施用は、ウラルカンゾウ中のグリチルリチン酸とジヒドロアセトンの含有量を増加させるのに効果的であった。35]。施用量が0.12 kg·m−2を超えると、フキタンポポの総フラボノイド含有量は減少した[36]。リン酸肥料の施用は、漢方薬である多糖類の含有量に悪影響を及ぼした。37しかし、K肥料はサポニン含有量を増加させるのに効果的であった[38450 kg·hm−2 の K 肥料を施用することが、2 年目の Panax notoginseng の成長とサポニン蓄積に最適であった。39]。N:P:K = 2:2:1 の比率では、水熱抽出物、ハルパギド、ハルパゴシドの総量が最も高かった。40]。N、P、Kの比率が高いと、Pogostemon cablinの成長を促進し、揮発性油の含有量を増加させるのに有益でした。N、P、Kの比率が低いと、Pogostemon cablinの茎葉油の主要有効成分の含有量が増加しました。41YCHは痩せた土壌にも耐性のある植物であり、N、P、Kなどの栄養素に対して特別な要求を持っている可能性がある。本研究では、栽培YCHと比較して、野生YCHの土壌は比較的痩せており、有機物、全N、全P、全Kの土壌含有量は、それぞれ栽培植物の約1/10、1/2、1/3、1/3であった。したがって、土壌栄養素の違いは、栽培YCHと野生YCHで検出された代謝物の違いのもう1つの理由である可能性がある。Weibao Maら[42一定量の窒素肥料とリン肥料を施用することで、種子の収量と品質が著しく向上することがわかった。しかし、栄養素がYCHの品質に及ぼす影響は明らかではなく、薬用原料の品質を向上させるための施肥対策については、さらなる研究が必要である。

漢方薬には「生育環境が良質で収穫量を増やし、生育環境が悪質で品質を向上させる」という特徴がある。43野生のYCHから栽培のYCHへの段階的な移行の過程で、植物の生息地は乾燥した不毛な砂漠のステップから、水が豊富な肥沃な農地へと変化しました。栽培されたYCHの生息地は優れており、収量も高いため、市場の需要を満たすのに役立ちます。しかし、この優れた生息地はYCHの代謝物に大きな変化をもたらしました。これがYCHの品質向上に役立つかどうか、また科学に基づいた栽培方法によって高品質のYCH生産を実現するにはどうすればよいかについては、さらなる研究が必要です。

模擬生息地栽培は、野生薬用植物の生息地と環境条件をシミュレートする方法であり、特定の環境ストレスに対する植物の長期的な適応に関する知識に基づいています。43]。野生植物に影響を与えるさまざまな環境要因、特に本物の薬用原料として使用される植物の本来の生息地をシミュレートすることにより、このアプローチは科学的な設計と革新的な人的介入を使用して、中国薬用植物の成長と二次代謝のバランスをとります。43本手法は、高品質な薬用植物の開発に最適な配置を実現することを目的としています。模擬生息地栽培は、薬力学的基盤、品質マーカー、環境要因に対する反応メカニズムが不明確な場合でも、高品質なYCH生産のための効果的な方法を提供するはずです。したがって、YCHの栽培と生産における科学的な設計と圃場管理措置は、乾燥、不毛、砂質土壌条件などの野生YCHの環境特性を参考に実施されるべきであると提案します。同時に、研究者には、YCHの機能性物質基盤と品質マーカーについてより詳細な研究を行うことも期待されます。これらの研究は、YCHのより効果的な評価基準を提供し、高品質な生産と産業の持続可能な発展を促進することができます。